KR20230060000A - Independent corner module - Google Patents

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KR20230060000A
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corner module
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KR1020210144167A
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장세현
황상우
김민준
손영일
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현대자동차주식회사
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Abstract

The present invention relates to an independent corner module. The independent corner module of the present invention comprises: a knuckle unit located on the inside surface of a wheel; a steering unit disposed to face a strut coupled to the knuckle unit, and formed to be rotatable about a central axis while the central axis is fixed to a vehicle body; a guide rail forming a movement path for the steering unit to rotate; and a rack steering unit located on the steering unit and fastened to the knuckle unit, and applying a rotational force to the knuckle unit as the same moves in the longitudinal direction. An objective of the present invention is to provide the independent corner module which improves driving stability.

Description

독립 코너모듈{INDEPENDENT CORNER MODULE}Independent corner module {INDEPENDENT CORNER MODULE}

본 발명은 독립 코너모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 일반 주행 시, 또는 주차나 유턴 시에 따라, 랙모터 또는 조향모터를 복합적으로 구동하여 조향이 이루어지게 함으로써, 차체와의 간섭을 방지하면서도, 안정적인 조향이 가능하도록 하는 독립 코너모듈에 관한 것이다.The present invention relates to an independent corner module, and more particularly, to achieve steering by complexly driving a rack motor or a steering motor according to general driving or parking or U-turn, thereby preventing interference with the vehicle body, It relates to an independent corner module that enables stable steering.

일반적으로, 차량의 현가 장치는 차축과 차체를 연결하여 차량의 주행 중에, 차축이 노면으로부터 받는 진동이나 충격이 차체에 직접 전달되지 않도록 함으로써, 차체나 화물의 손상을 방지하고, 승차감을 향상시키는 역할을 한다.In general, a suspension device of a vehicle connects an axle and a body to prevent vibration or shock received from a road surface from being transmitted directly to the vehicle body while the vehicle is running, thereby preventing damage to the vehicle body or cargo and improving ride comfort. do

이러한 현가 장치는 노면으로부터 받는 충격을 완화시키는 현가스프링, 상기 현가스프링의 자유진동을 억제하여 승차감을 향상시키는 쇽업소버 및 차량의 롤링을 억제하는 스태빌라이저 등을 구비할 수 있다.Such a suspension device may include a suspension spring for mitigating an impact received from a road surface, a shock absorber for improving riding comfort by suppressing free vibration of the suspension spring, and a stabilizer for suppressing vehicle rolling.

통상, 상용차량의 현가 장치는 좌우의 차륜이 하나의 차축으로 연결된 일체 차축식 현가장치를 주로 사용하고, 현가스프링으로는 리프스프링이나 공기스프링이 주로 사용되고 있다.In general, a suspension device of a commercial vehicle mainly uses an integrated axle type suspension device in which left and right wheels are connected by a single axle, and a leaf spring or an air spring is mainly used as a suspension spring.

한편, 일체 차축식 현가장치를 사용하는 상용차량의 조향 장치는 조향기어의 출력축에 장착되어 회전하는 피트먼아암, 이러한 피트먼 아암의 운동을 너클아암에 전달하는 드래그링크, 드래그링크의 운동을 전달받아 너클 스핀들을 조작하는 너클 아암 및 좌우의 너클 아암을 연결하는 타이로드 등으로 구성된다.On the other hand, the steering device of a commercial vehicle using an integral axle-type suspension device is a pitman arm that is mounted on the output shaft of a steering gear and rotates, a drag link that transmits the movement of the pitman arm to the knuckle arm, and a movement of the drag link. It consists of a knuckle arm that receives and manipulates the knuckle spindle and a tie rod that connects the left and right knuckle arms.

도 1에 개시하고 있는 바와 같이, 쇽업소버의 일단이 차체 프레임에 고정되는 현가시스템을 도시하고 있다.As disclosed in FIG. 1, a suspension system in which one end of a shock absorber is fixed to a vehicle body frame is shown.

상기와 같은 공기스프링을 사용하는 일체 차축식 현가장치와 조향장치를 구비한 차량에서 상기 공기스프링은 단지 리프 스프링을 대체하는 역할을 하고, 승차감과 핸들링 특성을 개선하는 데에는 크게 기여하지 못하고 있으며, 정밀한 지오메트리를 구현하기에는 구조적인 특성상 설계 자유도를 확보하기 어렵다.In a vehicle equipped with an integral axle suspension system and a steering system using the air spring as described above, the air spring serves only as a substitute for the leaf spring and does not significantly contribute to improving ride comfort and handling characteristics. It is difficult to secure design freedom due to structural characteristics to implement geometry.

더욱이, 최근에는 각각의 현가장치에 모터 어셈블리를 통해 휠의 조향각 입력을 수행하는 독립조향식 현가 장치가 개발되고 있으나, 이와 같은 독립 조향식 현가 장치의 경우, 조향 모터로부터 인가되는 회전력을 너클과 휠에 안정적으로 전달하기 위한 문제점이 존재하였으며, 또한 대조향을 수행하는 조향 유닛만을 이용할 경우, 차체와 간섭이 발생하는 문제점이 존재하였다.Moreover, recently, an independent steering type suspension device that inputs the steering angle of a wheel through a motor assembly to each suspension device has been developed, but in the case of such an independent steering type suspension device, the rotational force applied from the steering motor There was a problem of stably transmitting the steering wheel, and also there was a problem of interference with the vehicle body when using only a steering unit that performs contrast steering.

특허문헌1 : 한국공개특허 제2007-0103191호(20071023 공개)Patent Document 1: Korean Patent Publication No. 2007-0103191 (published 20071023)

본 발명의 목적은, 일반 주행 시, 소조향이 필요한 경우, 랙모터를 구동하여 조향이 이루어지게 하고, 주차 또는 유턴 시와 같은 대조향이 필요한 경우, 랙모터 및/또는 조향모터를 복합적으로 구동하여 조향이 이루어질 수 있게 함으로써, 휠과 차체와의 간섭을 방지하면서도, 안정적인 조향을 가능하게 하여, 주행 안정성이 향상될 수 있도록 하는 독립 코너모듈을 제공함에 있다.An object of the present invention is to perform steering by driving a rack motor when small steering is required during normal driving, and to drive steering by complexly driving a rack motor and/or a steering motor when contrast steering is required such as during parking or U-turn. By making this possible, it is to provide an independent corner module that enables stable steering while preventing interference between the wheel and the vehicle body, thereby improving driving stability.

본 발명에 따른 독립 코너모듈은 휠의 내측면에 위치하는 너클 유닛, 상기 너클 유닛과 결합되는 스트럿과 마주하게 배치되고, 차체에 중심축이 고정된 상태에서, 상기 중심축을 기준으로 회전 가능하게 형성되는 조향 유닛, 상기 조향 유닛이 회전 이동하기 위한 이동경로를 형성하는 가이드 레일 및 상기 조향 유닛에 위치되어 상기 너클 유닛에 체결되고, 길이 방향 이동에 따라 상기 너클 유닛으로 회전력을 인가하는 랙조향 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.The independent corner module according to the present invention is disposed facing a knuckle unit located on an inner surface of a wheel and a strut coupled to the knuckle unit, and is formed to be rotatable about the central axis while the central axis is fixed to the vehicle body A steering unit, a guide rail forming a movement path for rotation of the steering unit, and a rack steering unit positioned on the steering unit and fastened to the knuckle unit and applying rotational force to the knuckle unit according to longitudinal movement It is characterized by including.

여기서, 상기 조향 유닛은 상기 중심축에 의해 일단부가 고정된 상태에서 타단부가 상기 가이드 레일에 레일 결합되어, 상기 가이드 레일을 따라 왕복 회전 가능하게 구비되는 본체 및 상기 본체에 결합되며, 상기 본체의 타단부가 상기 가이드 레일을 따라 회전 이동하기 위한 구동력을 인가하도록 형성되는 구동모터 및 상기 구동모터가 작동함에 따라 회전하여 상기 가이드 레일에서 상기 본체의 이동을 가능하게 하는 구동 기어를 구비한다.Here, the steering unit is coupled to the main body and the main body provided so that the other end is rail-coupled to the guide rail in a state where one end is fixed by the central axis and rotates reciprocally along the guide rail, The other end includes a drive motor formed to apply a driving force for rotational movement along the guide rail, and a drive gear that rotates as the drive motor operates to enable movement of the main body on the guide rail.

또한, 상기 조향 유닛은 상기 본체와 상기 가이드 레일의 사이를 연결하도록 복수로 구비되고, 상기 휠에 대한 횡방향 및 전후 방향의 입력 하중을 지지하도록 형성되는 롤러 베어링을 더 구비한다.In addition, the steering unit is provided with a plurality of roller bearings to connect between the main body and the guide rail, and is formed to support input loads in the lateral and front-rear directions with respect to the wheel.

또한, 상기 가이드 레일은 상기 구동 기어와 맞물리게 결합되는 가이드 레일 기어가 내주면에 형성되며, 상기 구동 기어가 회전함에 따라 상기 중심축을 기준으로 상기 본체의 회전 이동이 가능하도록 가이드 한다.In addition, the guide rail is formed on an inner circumferential surface of the guide rail gear engaged with the driving gear, and guides the main body to be rotated about the central axis as the driving gear rotates.

바람직하게는, 상기 가이드 레일은 호(arc) 형상으로 형성된다.Preferably, the guide rail is formed in an arc shape.

한편, 상기 랙조향 유닛은 상기 조향 유닛에 결합되는 랙 모터 및 상기 너클 유닛과 인접하여 체결되고, 상기 랙 모터의 구동력에 의해 길이가 가변되는 랙로드를 구비한다.Meanwhile, the rack steering unit includes a rack motor coupled to the steering unit and a rack rod fastened adjacent to the knuckle unit and having a variable length by a driving force of the rack motor.

이러한 상기 랙조향 유닛은 상기 너클 유닛에 편심되어 체결되고, 상기 랙로드의 길이가 가변됨에 따라 상기 너클 유닛이 회전되도록 구성된다.The rack steering unit is eccentrically coupled to the knuckle unit, and the knuckle unit rotates as the length of the rack rod changes.

여기서, 본 발명에 따른 독립 코너모듈은 상기 너클 유닛과 상기 조향 유닛의 사이를 연결하도록 한 쌍으로 구비되고, 상기 랙로드의 길이 가변에 대응하며 각각 회동하도록 형성되어, 상기 너클 유닛의 회전을 지지하는 로어링크 유닛을 더 포함한다.Here, the independent corner modules according to the present invention are provided as a pair to connect between the knuckle unit and the steering unit, correspond to the variable length of the rack rod and are formed to rotate, respectively, to support rotation of the knuckle unit. It further includes a lower link unit that does.

그리고, 본 발명에 따른 독립 코너모듈은 상기 스트럿의 상측 지지점과, 상기 로어링크 유닛의 연장부가 마주하는 가상의 중심점을 연결하여 형성되는 제1킹핀축 및 상기 중심축이 고정된 차체와 상기 중심축의 교점과, 상기 조향 유닛이 회전 이동하기 위한 상기 가이드 레일의 회전중심을 연결하여 형성되는 제2킹핀축을 더 포함한다.In addition, the independent corner module according to the present invention connects the upper support point of the strut and the virtual central point at which the extension of the lower link unit faces, and the first kingpin axis and the car body to which the central axis is fixed and the central axis A second kingpin shaft formed by connecting the intersection point and the center of rotation of the guide rail through which the steering unit rotates is further included.

본 발명은, 일반 주행 시, 소조향이 필요한 경우, 랙모터를 구동하여 조향이 이루어지게 하고, 주차 또는 유턴 시와 같은 대조향이 필요한 경우, 랙모터 및/또는 조향모터를 복합적으로 구동하여 조향이 이루어질 수 있게 함으로써, 휠과 차체와의 간섭을 방지하면서도, 안정적인 조향을 가능하게 하여, 주행 안정성이 향상될 수 있도록 하는 효과를 갖는다.According to the present invention, when minor steering is required during normal driving, steering is performed by driving a rack motor, and when contrast steering is required such as during parking or U-turn, steering is performed by driving a rack motor and/or a steering motor complexly. By enabling this, while preventing interference between the wheel and the vehicle body, stable steering is possible, which has an effect of improving driving stability.

또한, 본 발명은 제1킹핀축 및 제2킹핀축에 대한 대조향 및 소조향이 함께 이루어질 수 있으므로, 너클 유닛을 포함한 휠 모두가 90도로 회전 작동하게 되면, 주차 시, 90도 턴 주차가 가능할 수 있어, 주차 편의성이 향상되게 할 수 있으며, 이와 함께 휠에 대한 회전 반경의 최소화 또한 가능하게 하는 효과를 갖는다.In addition, since the present invention can have contrast steering and minor steering with respect to the first kingpin axis and the second kingpin axis, when all wheels including the knuckle unit rotate at 90 degrees, 90 degree turn parking can be performed during parking. Therefore, parking convenience can be improved, and at the same time, the turning radius of the wheel can be minimized.

도 1은 종래 기술에 따른 맥퍼슨 스트럿 타입 서스펜션의 스트럿과 너클의 결합구조를 나타낸 정면도이다.
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 독립 코너모듈에 대한 구조를 개략적으로 보여주기 위한 도면이다.
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 독립 코너모듈에 대한 가이드 레일을 보여주기 위한 도면이다.
도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 독립 코너모듈에 대한 롤러 베어링을 보여주기 위한 도면이다.
도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 독립 코너모듈에 대한 로어링크 유닛을 보여주기 위한 도면이다.
도 6 은 본 발명의 실시예에 따른 독립 코너모듈에 대한 제1킹핀축 및 제2킹핀축을 보여주기 위한 도면이다.
도 7 은 본 발명의 실시예에 따른 독립 코너모듈에 대한 소조향을 위한 가상의 중심점을 보여주기 위한 도면이다.
도 8a 내지 도 8b 는 본 발명의 실시예에 따른 독립 코너모듈에 대한 구동의 제1실시예를 보여주기 위한 도면이다.
도 9a 내지 도 9b 는 본 발명의 실시예에 따른 독립 코너모듈에 대한 구동의 제2실시예를 보여주기 위한 도면이다.1 is a front view showing a coupling structure of a strut and a knuckle of a MacPherson strut type suspension according to the prior art.
2 is a diagram for schematically showing the structure of an independent corner module according to an embodiment of the present invention.
3 is a view for showing a guide rail for an independent corner module according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for showing a roller bearing for an independent corner module according to an embodiment of the present invention.
5 is a view for showing a lower link unit for an independent corner module according to an embodiment of the present invention.
6 is a view for showing a first kingpin axis and a second kingpin axis for an independent corner module according to an embodiment of the present invention.
7 is a view for showing a virtual center point for small steering for an independent corner module according to an embodiment of the present invention.
8A to 8B are diagrams for showing a first embodiment of driving an independent corner module according to an embodiment of the present invention.
9A and 9B are diagrams for showing a second embodiment of driving an independent corner module according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술 되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다.Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them, will become clear with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings.

그러나, 본 발명은 이하에 개시되는 실시 예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.However, the present invention is not limited by the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, and only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to completely inform the person who has the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.

또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.In addition, in the description of the present invention, if it is determined that related known technologies may obscure the gist of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 독립 코너모듈에 대한 구조를 개략적으로 보여주기 위한 도면이고, 도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 독립 코너모듈에 대한 가이드 레일을 보여주기 위한 도면이며, 도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 독립 코너모듈에 대한 롤러 베어링을 보여주기 위한 도면이다.2 is a view for schematically showing the structure of an independent corner module according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a view for showing a guide rail for an independent corner module according to an embodiment of the present invention. 4 is a view for showing a roller bearing for an independent corner module according to an embodiment of the present invention.

그리고, 도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 독립 코너모듈에 대한 로어링크 유닛을 보여주기 위한 도면이고, 도 6 은 본 발명의 실시예에 따른 독립 코너모듈에 대한 제1킹핀축 및 제2킹핀축을 보여주기 위한 도면이며, 도 7 은 본 발명의 실시예에 따른 독립 코너모듈에 대한 소조향을 위한 가상의 중심점을 보여주기 위한 도면이다.5 is a view for showing a lower link unit for an independent corner module according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a first kingpin shaft and a second kingpin for an independent corner module according to an embodiment of the present invention 7 is a view for showing a virtual center point for minor steering for an independent corner module according to an embodiment of the present invention.

또한, 도 8a 내지 도 8b 는 본 발명의 실시예에 따른 독립 코너모듈에 대한 구동의 제1실시예를 보여주기 위한 도면이고, 도 9a 내지 도 9b 는 본 발명의 실시예에 따른 독립 코너모듈에 대한 구동의 제2실시예를 보여주기 위한 도면이다.8A to 8B are diagrams for showing a first embodiment of driving for an independent corner module according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 9A to 9B are diagrams for an independent corner module according to an embodiment of the present invention. It is a drawing for showing the second embodiment of the drive for

일반적으로, 차량에는 차동 기어와 차륜간 동력 전달을 위해 등속 조인트가 사용되는데, 이러한 등속 조인트를 포함하여, 차동 기어와 차륜을 연결하는 복수의 부품과 그 주변부를 모듈화한 것을 코너모듈로 정의할 수 있다.In general, a constant velocity joint is used to transmit power between a differential gear and a wheel in a vehicle. A plurality of parts connecting a differential gear and a wheel and a modularized peripheral portion thereof, including such a constant velocity joint, can be defined as a corner module. there is.

이를 바탕으로 한 본 실시예에 따른 독립 코너모듈은 도 2에 도시된 바와 같이, 너클 유닛(100), 조향 유닛(200), 가이드 레일(300) 및 랙조향 유닛(400)을 포함한다.Based on this, the independent corner module according to this embodiment includes a knuckle unit 100, a steering unit 200, a guide rail 300, and a rack steering unit 400, as shown in FIG.

너클 유닛(100)은 휠(1)의 내측면에 위치되며, 차량 조향 시스템(미도시)과 실질적으로 연결된다.The knuckle unit 100 is located on the inner surface of the wheel 1 and is substantially connected to a vehicle steering system (not shown).

또한, 조향 유닛(200)은 너클 유닛(100)과 결합되는 스트럿(20)과 마주하게 배치되고, 중심축(10)에 의해 차체(S)에 결합된 상태에서, 중심축(10)을 기준으로, 즉, 도 6을 참조하여 구체적으로 설명하면, 중심축(10)과, 조향 유닛(200)이 회전 이동하기 위한 가이드 레일(300)의 회전중심(C1)을 각각 수직 방향으로 연결하여 형성되는 제2킹핀축(700)를 따라 회전 가능하게 형성된다.In addition, the steering unit 200 is disposed to face the strut 20 coupled to the knuckle unit 100, and is coupled to the vehicle body S by the central axis 10, based on the central axis 10 That is, in detail with reference to FIG. 6, it is formed by connecting the central axis 10 and the rotational center C1 of the guide rail 300 for the rotational movement of the steering unit 200 in the vertical direction, respectively. It is formed to be rotatable along the second kingpin shaft 700.

여기서, 스트럿(20)은 너클 유닛(100)이 회동되면서 차륜이 조향될 때, 너클 유닛(100)과 함께 회전하는데, 스트럿(20)의 상단부는 조향 유닛(200)의 일단부와 결합되며, 또한 조향 유닛(200)의 일단부는 중심축(10)에 의해 차체(S)에 결합되기 때문에, 스트럿(20) 역시 차체(S)에 대해 상대 회전이 가능하도록 형성될 수 있다.Here, the strut 20 rotates together with the knuckle unit 100 when the wheel is steered while the knuckle unit 100 rotates, and the upper end of the strut 20 is coupled with one end of the steering unit 200, In addition, since one end of the steering unit 200 is coupled to the vehicle body S by the central axis 10, the strut 20 may also be formed to enable relative rotation with respect to the vehicle body S.

이와 함께, 스트럿(20)은 쇽 업쇼버를 포함하며, 이러한 쇽 업소버와 함께 스프링(B)을 포함하여, 차륜을 통해 차체(S)로 전달되는 진동이나 충격을 흡수하여 완화시키는 역할을 할 수도 있다.In addition, the strut 20 includes a shock absorber, and includes a spring (B) together with the shock absorber to absorb and mitigate vibration or shock transmitted to the vehicle body (S) through the wheel. there is.

한편, 조향 유닛(200)은 차체(S)에서 그 위치가 고정된 상태에서, 베어링이 구비됨에 따라, 중심축(10)을 기준으로 차체(S) 상에서 축 회전 가능할 수 있도록 형성되는 것으로, 본체(210), 구동모터(220) 및 구동 기어(222)를 구비한다.On the other hand, the steering unit 200 is formed so as to be axially rotatable on the body S with respect to the central axis 10 as the bearing is provided in a state in which its position is fixed in the body S. 210, a driving motor 220 and a driving gear 222.

이러한 본체(210)는 중심축(10)에 의해 일단부가 차체(S)에 대해 축 결합된 상태에서, 타단부가 가이드 레일(300)에 레일 결합되어, 가이드 레일(300)을 따라 왕복 회전 가능하게 구비된다.The main body 210 can rotate reciprocally along the guide rail 300 with one end coupled to the vehicle body S by the central axis 10 and the other end rail coupled to the guide rail 300. are provided

즉, 본체(210)의 일단부는 베어링에 의해 차체(S)에서 축 회전 가능하게 배치됨을 통해 상하 방향으로 작용하는 수직력을 지지하며, 또한 본체(210)의 타단부는 가이드 레일(300)을 따라 회전 이동하며 횡력 및 전후력을 지지한다.That is, one end of the main body 210 is rotatably disposed in the vehicle body S by bearings to support the vertical force acting in the vertical direction, and the other end of the main body 210 along the guide rail 300. It rotates and supports lateral and frontal forces.

또한, 구동모터(220)는 본체(210)에 결합되며, 본체(210)의 타단부가 가이드 레일(300)을 따라 회전 이동하기 위한 구동력을 인가하도록 형성된다.In addition, the driving motor 220 is coupled to the main body 210 and is formed to apply a driving force for rotationally moving the other end of the main body 210 along the guide rail 300 .

더 구체적으로는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 구동모터(220)의 하단부에는 구동 기어(222)가 구비되는데, 구동모터(220)가 작동함에 따라, 구동 기어(222)가 회전, 다시 말해 구동 기어(222)가 가이드 레일(300)의 내주면에 형성된 가이드 레일 기어(302)와 맞물린 상태에서 회전됨을 통해, 가이드 레일(300)을 따라 본체(210)가 왕복 이동 가능하게 할 수 있다.More specifically, as shown in FIGS. 4 and 5, a driving gear 222 is provided at the lower end of the driving motor 220, and as the driving motor 220 operates, the driving gear 222 rotates. In other words, the driving gear 222 is rotated while being engaged with the guide rail gear 302 formed on the inner circumferential surface of the guide rail 300, so that the main body 210 can be reciprocally moved along the guide rail 300. there is.

그에 따라, 구동모터(220)를 통해 구동력이 인가되게 되면, 본체(210)가 중심축(10)을 기준으로 하여 도 3에 도시된 바와 같이, 호(arc) 형상으로 구비된 가이드 레일(300)을 따라 이동하게 되는데, 이때 스트럿(20)은 본체(210)의 일단부에 고정 결합되기 때문에, 결국 본체(210)가 가이드 레일(300)을 따라 회전 이동함에 따라, 스트럿(20)과 결합된 너클 유닛(100) 및 휠(1)의 조향이 이루어질 수 있다.Accordingly, when the driving force is applied through the driving motor 220, the main body 210 is provided with an arc shape as shown in FIG. 3 with respect to the central axis 10 (300) ), At this time, since the strut 20 is fixedly coupled to one end of the body 210, as the body 210 rotates along the guide rail 300, the strut 20 and the coupling Steering of the knuckle unit 100 and the wheel 1 may be performed.

여기서, 조향 유닛(200)은 롤러 베어링(230)을 더 구비할 수 있으며, 이러한 롤러 베어링(230)은 도 4에 도시된 바와 같이, 본체(210)와 가이드 레일(300)의 사이를 연결하도록 복수로 구비될 수 있다.Here, the steering unit 200 may further include a roller bearing 230, and as shown in FIG. 4, the roller bearing 230 connects between the main body 210 and the guide rail 300. It may be provided in plurality.

더 구체적으로는, 롤러 베어링(230)은 가이드 레일(300)의 단턱부(310)와 본체(210)의 타단부 사이에 배치되어, 가이드 레일(300)에 대한 본체(210)의 회전 이동이 용이하게 이루어지게 함으로써, 본체(210)의 회전 이동 시, 휠(1)의 횡방향 및 전후 방향으로 가해지는 입력 하중을 지지할 수 있다.More specifically, the roller bearing 230 is disposed between the stepped portion 310 of the guide rail 300 and the other end of the main body 210, so that the rotational movement of the main body 210 relative to the guide rail 300 By making it easy, when the main body 210 rotates, it is possible to support the input load applied in the lateral and front-rear directions of the wheel 1 .

그리고, 가이드 레일(300)은 중심축(10)을 기준으로, 조향 유닛(200)이 회전 이동하기 위한 이동경로를 형성하기 위한 것으로서, 소정의 길이를 가지는 호(arc) 형상으로 구비되며, 너클 유닛(100)을 포함한 휠(1) 전체에 대한 대조향을 위하여, 예를 들어 주차, 유턴 등의 상황 시, 구동모터(220)가 구동됨에 따라, 본체(210)가 제2킹핀축(700)에 대하여 회전 이동함에 따라, 너클 유닛(100)을 포함한 휠(1)의 상대적으로 큰 조타가 이루어질 수 있게 한다.In addition, the guide rail 300 is for forming a movement path for the rotational movement of the steering unit 200 with respect to the central axis 10, and is provided in an arc shape with a predetermined length, and the knuckle In order to contrast the entire wheel 1 including the unit 100, for example, in situations such as parking or U-turn, as the drive motor 220 is driven, the main body 210 moves the second kingpin shaft 700 ), relatively large steering of the wheel 1 including the knuckle unit 100 can be achieved.

또한, 랙조향 유닛(400)은 도 5에 도시된 바와 같이, 조향 유닛(200) 하부에 위치되어 너클 유닛(100)에 편심되어 체결되고, 길이 방향으로의 이동에 따라 너클 유닛(100)으로 회전력을 인가한다.In addition, as shown in FIG. 5, the rack steering unit 400 is located below the steering unit 200, is eccentrically fastened to the knuckle unit 100, and moves in the longitudinal direction to the knuckle unit 100. Apply rotational force

이를 위해, 랙조향 유닛(400)은 랙 모터(410) 및 랙로드(420)를 구비한다.To this end, the rack steering unit 400 includes a rack motor 410 and a rack rod 420.

랙 모터(410)는 조향 유닛(200)의 하부에 고정 결합된다.The rack motor 410 is fixedly coupled to the lower part of the steering unit 200 .

또한, 랙로드(420)는 너클 유닛(100)과 인접하여 체결되고, 랙 모터(410)의 구동력에 의해 길이가 가변되도록 형성된다.In addition, the rack rod 420 is fastened adjacent to the knuckle unit 100 and is formed to have a variable length by the driving force of the rack motor 410 .

결과적으로, 랙조향 유닛(400)은 너클 유닛(100)에 편심되어 체결되고, 랙 모터(410)의 구동 시, 랙 로드(420)의 길이가 가변됨에 따라 너클 유닛(200)이 회전될 수 있도록 구성된다.As a result, the rack steering unit 400 is eccentrically fastened to the knuckle unit 100, and when the rack motor 410 is driven, the knuckle unit 200 can be rotated as the length of the rack rod 420 varies. is configured so that

즉, 본 실시예에 따른 독립 코너모듈에는 도 5에 도시된 바와 같이, 조향 유닛(200)의 하부에서 너클 유닛(100)과 조향 유닛(200)의 사이를 연결하도록 하는, 더 구체적으로는 프론트 로어링크(510) 및 리어 로어링크(520)로 구비된 로어링크 유닛(500)이 더 포함되는데, 이러한 로어링크 유닛(500)은 랙로드(420)의 길이가 가변됨에 따라, 너클 유닛(100)의 하부의 결합 위치 및 조향 유닛(200)의 하부에 마련된 마운팅 브라켓(240)의 위치에서 피벗 지지되어 각각 회동하도록 형성되기 때문에, 랙 모터(410)의 구동에 따른 랙 로드(420) 길이 가변 시 소조향을 위한 너클 유닛(100)의 회전을 지지하도록 한다.That is, as shown in FIG. 5, in the independent corner module according to the present embodiment, the knuckle unit 100 and the steering unit 200 are connected at the lower part of the steering unit 200, more specifically, the front A lower link unit 500 equipped with a lower link 510 and a rear lower link 520 is further included. As the length of the rack rod 420 varies, the lower link unit 500 Since they are pivotally supported at the lower coupling position of the steering unit 200 and the position of the mounting bracket 240 provided at the lower part of the steering unit 200 to rotate, the length of the rack rod 420 is variable according to the driving of the rack motor 410. To support the rotation of the knuckle unit 100 for small steering.

한편, 제1킹핀축(600)은 도 6 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 스트럿(20)의 상측 지지점(C2)과, 로어링크 유닛(500)의 연장부가 마주하는 가상의 중심점(C3)을 서로 연결하여 형성되며, 이러한 제1킹핀축(600)을 따라 너클 유닛(100)을 포함한 휠(1)에 대한 소조향을 위하여, 예를 들어 일반 주행 상황에서, 랙 모터(410)가 구동됨에 따라, 너클 유닛(100)이 제1킹핀축(600)에 대하여 회전 이동하여 상대적으로 작은 조타각으로 휠(1)의 조타가 이루어지게 한다.On the other hand, as shown in FIGS. 6 and 7, the first kingpin shaft 600 is a virtual center point C3 where the upper support point C2 of the strut 20 and the extension of the lower link unit 500 face each other is formed by connecting them to each other, and for small steering of the wheel 1 including the knuckle unit 100 along the first kingpin shaft 600, for example, in a normal driving situation, the rack motor 410 is driven Accordingly, the knuckle unit 100 rotates with respect to the first kingpin shaft 600 so that the wheel 1 is steered at a relatively small steering angle.

제1킹핀축(600)의 경우, 통상의 맥퍼슨 서스펜션의 구조에서, 스트럿(20)의 상측 지지점(C2)과, 가상의 중심점(C3)을 통과하는 축으로 정의될 수 있고, 이러한 제1킹핀축(600)을 설정함에 있어, 지면에서의 휠 옵셋량(A)이 상대적으로 작아지게 함으로써(도 6 참조), 제동 시에, 제동력에 의한 제1킹핀축(600) 회전 모멘트나, 노면으로부터 전달되는 외력에 의한 킥백(kickback) 등의 외란으로부터 둔감하게 하며, 그에 따라 주행 안정성을 향상시킬 수 있다.In the case of the first kingpin shaft 600, in the structure of a typical MacPherson suspension, it can be defined as an axis passing through the upper support point C2 of the strut 20 and an imaginary center point C3. In setting the axis 600, by making the wheel offset amount A on the ground relatively small (see FIG. 6), during braking, the rotational moment of the first kingpin shaft 600 due to the braking force or from the road surface It is made insensitive to external disturbances such as kickback due to transmitted external force, and thus driving stability can be improved.

상기와 같은 본 실시예에 따른 독립 코너모듈의 구성을 바탕으로, 도 8a 내지 9b 를 참조하여 그 작동 상태를 설명하면, 다음과 같다.Based on the configuration of the independent corner module according to the present embodiment as described above, the operating state will be described with reference to FIGS. 8A to 9B.

도 8a 내지 8b 에 도시된 바와 같이, 예를 들어 본체(210)가 중심축(10)에 의해 차체(S)에 회전 가능하게 결합된 상태에서, 주차, 유턴 등과 같은 상황 시, 구동모터(220)가 구동됨에 따라, 본체(210) 및 구동모터(220)를 포함한 조향 유닛(200) 전체가 제2킹핀축(700)에 대하여 회전 이동하게 되고, 그에 따라 너클 유닛(100)을 포함한 휠(1) 전체가 대조향에 해당하는 상대적으로 큰 조타각으로 조타가 이루어질 수 있다.As shown in FIGS. 8A and 8B , for example, in a state in which the main body 210 is rotatably coupled to the vehicle body S by the central axis 10, in situations such as parking or U-turn, the drive motor 220 ) is driven, the entire steering unit 200 including the main body 210 and the driving motor 220 rotates with respect to the second kingpin shaft 700, and accordingly, the wheel including the knuckle unit 100 ( 1) Steering can be made with a relatively large steering angle corresponding to the entire steering direction.

이와 같은 작동 상태에서, 만일 도 9a 내지 9b 에 도시된 바와 같이, 랙조향 유닛(400)이 작동되게 하여, 너클 유닛(100)이 일측 또는 타측 방향으로 회전, 즉 상대적으로 작은 조타각으로 회전하게 되면, 대조향이 이루어진 상태에서 휠(1)이 전체적으로 90도에 해당하는 조타각으로 회전하게 된다.In this operating state, as shown in FIGS. 9A and 9B , if the rack steering unit 400 is operated, the knuckle unit 100 rotates in one or the other direction, that is, rotates at a relatively small steering angle In this case, the wheel 1 rotates at a steering angle corresponding to 90 degrees as a whole in a state of contrasting direction.

일례로, 좌측 방향을 따르는 대조향이 이루어진 상태에서(도 8a 참조), 랙 모터(410)에 의해 랙로드(420)의 길이가 짧아지도록 가변되게 되며, 랙로드(420)와 편심되어 결합된 너클 유닛(100)이 좌측 방향을 따라 추가 회전하게 되는데, 이때 리어 로어링크(520) 및 프론트 로어링크(510) 또한 각각 마운팅 브라켓(240)에서 각도가 가변되어 너클 유닛(100)의 피봇 회전을 지지하게 되며(도 5 참조), 결국 결국 가상의 중심점(C3)을 기준으로(도 7 참조), 너클 유닛(100)을 포함한 휠(1)이 좌측 방향을 따라 소조향이 이루어져 최종적으로 90도에 해당하는 조타각이 되도록 회전하게 되는 것이다.For example, in a state where the contrast is made along the left direction (see FIG. 8A), the length of the rack rod 420 is changed to be shortened by the rack motor 410, and the knuckle coupled eccentrically with the rack rod 420 The unit 100 additionally rotates in the left direction. At this time, the angle of the rear lower link 520 and the front lower link 510 is also changed at the mounting bracket 240, respectively, to support the pivot rotation of the knuckle unit 100 (see FIG. 5), eventually, based on the imaginary center point C3 (see FIG. 7), the wheel 1 including the knuckle unit 100 is slightly steered along the left direction, finally corresponding to 90 degrees It will turn so that the steering angle is

그에 따라, 독립 코너모듈이 적용된 차량에 대하여 너클 유닛(100)을 포함한 휠(1) 모두가 90도로 회전 작동하게 되면, 주차 시 90도 턴 주차가 가능할 수 있어, 주차 편의성이 향상되게 할 수 있으며, 이와 같은 구조를 통해 휠(1)에 대한 회전 반경의 최소화 또한 가능하게 할 수 있다.Accordingly, when all of the wheels 1 including the knuckle unit 100 rotate at 90 degrees for a vehicle to which the independent corner module is applied, a 90-degree turn parking may be possible during parking, thereby improving parking convenience. , It is also possible to minimize the turning radius of the wheel 1 through such a structure.

결국, 본 실시예에 따른 독립 코너모듈은 제1킹핀축(600) 및 제2킹핀축(700) 각각에 대한 조향 유닛(200) 및 랙조향 유닛(400)의 회전을 통해, 소조향 및 대조향의 복합적인 제어가 이루어질 수 있게 할 수 있어, 종래 맥퍼슨 스트럿 타입 서스펜션 구조와 비교하여 돌출된 스트럿을 삭제하여 컴팩트한 구성을 가지면서도, 상품 경쟁력을 향상시킬 수 있다. As a result, the independent corner module according to this embodiment performs small steering and large steering through rotation of the steering unit 200 and the rack steering unit 400 with respect to the first kingpin shaft 600 and the second kingpin shaft 700, respectively. Since complex steering control can be performed, product competitiveness can be improved while having a compact configuration by eliminating protruding struts compared to the conventional MacPherson strut type suspension structure.

본 발명은, 일반 주행 시, 소조향이 필요한 경우, 랙모터를 구동하여 조향이 이루어지게 하고, 주차 또는 유턴 시와 같은 대조향이 필요한 경우, 랙모터 및/또는 조향모터를 복합적으로 구동하여 조향이 이루어질 수 있게 함으로써, 휠과 차체와의 간섭을 방지하면서도, 안정적인 조향을 가능하게 하여, 주행 안정성이 향상될 수 있도록 하는 효과를 갖는다.According to the present invention, when minor steering is required during normal driving, steering is performed by driving a rack motor, and when contrast steering is required such as during parking or U-turn, steering is performed by driving a rack motor and/or a steering motor complexly. By enabling this, while preventing interference between the wheel and the vehicle body, stable steering is possible, which has an effect of improving driving stability.

또한, 본 발명은 제1킹핀축 및 제2킹핀축에 대한 대조향 및 소조향이 함께 이루어질 수 있으므로, 너클 유닛을 포함한 휠 모두가 90도로 회전 작동하게 되면, 주차 시, 90도 턴 주차가 가능할 수 있어, 주차 편의성이 향상되게 할 수 있으며, 이와 함께 휠에 대한 회전 반경의 최소화 또한 가능하게 하는 효과를 갖는다.In addition, since the present invention can have contrast steering and minor steering with respect to the first kingpin axis and the second kingpin axis, when all wheels including the knuckle unit rotate at 90 degrees, 90 degree turn parking can be performed during parking. Therefore, parking convenience can be improved, and at the same time, the turning radius of the wheel can be minimized.

이상의 본 발명은 도면에 도시된 실시 예(들)를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형이 이루어질 수 있으며, 상기 설명된 실시예(들)의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해여야 할 것이다.The present invention has been described above with reference to the embodiment (s) shown in the drawings, but this is only exemplary, and various modifications can be made thereto by those skilled in the art, and the above-described embodiments It will be appreciated that all or part of (s) may be configured in selective combinations. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be defined by the technical spirit of the appended claims.

1 : 휠 10 : 중심축
20 : 스트럿 100 : 너클 유닛
200 : 조향 유닛 210 : 본체
220 : 구동모터 222 : 구동 기어
230 : 롤러 베어링 240 : 마운팅 브라켓
300 : 가이드 레일 302 : 가이드 레일 기어
310 : 단턱부 400 : 랙조향 유닛
410 : 랙 모터 420 : 랙로드
500 : 로어링크 유닛 510 : 프론트 로어링크
520 : 리어 로어링크 600 : 제1킹핀축
700 : 제2킹핀축 A : 휠 옵셋량1: wheel 10: central axis
20: strut 100: knuckle unit
200: steering unit 210: main body
220: drive motor 222: drive gear
230: roller bearing 240: mounting bracket
300: guide rail 302: guide rail gear
310: stepped part 400: rack steering unit
410: rack motor 420: rack load
500: lower link unit 510: front lower link
520: rear lower link 600: first kingpin shaft
700: 2nd kingpin axis A: wheel offset amount

Claims (9)

휠의 내측면에 위치하는 너클 유닛;
상기 너클 유닛과 결합되는 스트럿과 마주하게 배치되고, 차체에 중심축이 고정된 상태에서, 상기 중심축을 기준으로 회전 가능하게 형성되는 조향 유닛;
상기 조향 유닛이 회전 이동하기 위한 이동경로를 형성하는 가이드 레일; 및
상기 조향 유닛에 위치되어 상기 너클 유닛에 체결되고, 길이 방향 이동에 따라 상기 너클 유닛으로 회전력을 인가하는 랙조향 유닛;을 포함하는 것을 특징으로 하는 독립 코너모듈.
A knuckle unit located on the inner surface of the wheel;
a steering unit disposed facing the strut coupled to the knuckle unit and rotatably formed about the central axis while the central axis is fixed to the vehicle body;
a guide rail forming a movement path through which the steering unit rotates; and
and a rack steering unit positioned on the steering unit, fastened to the knuckle unit, and applying a rotational force to the knuckle unit according to longitudinal movement.
 제 1 항에 있어서,
상기 조향 유닛은,
상기 중심축에 의해 일단부가 고정된 상태에서 타단부가 상기 가이드 레일에 레일 결합되어, 상기 가이드 레일을 따라 왕복 회전 가능하게 구비되는 본체;
상기 본체에 결합되며, 상기 본체의 타단부가 상기 가이드 레일을 따라 회전 이동하기 위한 구동력을 인가하도록 형성되는 구동모터; 및
상기 구동모터가 작동함에 따라 회전하여 상기 가이드 레일에서 상기 본체의 이동을 가능하게 하는 구동 기어;를 구비하는 것을 특징으로 하는 독립 코너모듈.
According to claim 1,
The steering unit,
A main body having one end fixed by the central axis and the other end coupled to the guide rail so as to be reciprocally rotatable along the guide rail;
a driving motor coupled to the main body and configured to apply a driving force for rotationally moving the other end of the main body along the guide rail; and
The independent corner module characterized in that it comprises a; driving gear that rotates as the driving motor operates to enable movement of the main body on the guide rail.
 제 2 항에 있어서,
상기 조향 유닛은,
상기 본체와 상기 가이드 레일의 사이를 연결하도록 복수로 구비되고, 상기 휠에 대한 횡방향 및 전후 방향의 입력 하중을 지지하도록 형성되는 롤러 베어링을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 독립 코너모듈.
According to claim 2,
The steering unit,
The independent corner module further comprising roller bearings provided in plurality to connect between the main body and the guide rails and formed to support input loads in transverse and longitudinal directions with respect to the wheel.
 제 2 항에 있어서,
상기 가이드 레일은,
상기 구동 기어와 맞물리게 결합되는 가이드 레일 기어가 내주면에 형성되며, 상기 구동 기어가 회전함에 따라 상기 중심축을 기준으로 상기 본체의 회전 이동이 가능하도록 가이드 하는 것을 특징으로 하는 독립 코너모듈.
According to claim 2,
The guide rail,
An independent corner module, characterized in that a guide rail gear engaged with the driving gear is formed on an inner circumferential surface, and guides the main body to rotate about the central axis as the driving gear rotates.
 제 1 항에 있어서,
상기 가이드 레일은,
호(arc) 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 독립 코너모듈.
According to claim 1,
The guide rail,
An independent corner module characterized in that it is formed in an arc shape.
 제 1 항에 있어서,
상기 랙조향 유닛은,
상기 조향 유닛에 결합되는 랙 모터; 및
상기 너클 유닛과 인접하여 체결되고, 상기 랙 모터의 구동력에 의해 길이가 가변되는 랙로드;를 구비하는 것을 특징으로 하는 독립 코너모듈.
According to claim 1,
The rack steering unit,
a rack motor coupled to the steering unit; and
An independent corner module characterized in that it comprises a rack rod fastened adjacent to the knuckle unit and having a variable length by the driving force of the rack motor.
 제 6 항에 있어서,
상기 랙조향 유닛은,
상기 너클 유닛에 편심되어 체결되고, 상기 랙로드의 길이가 가변됨에 따라 상기 너클 유닛이 회전되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 독립 코너모듈.
According to claim 6,
The rack steering unit,
Independent corner module characterized in that the knuckle unit is eccentrically fastened to the knuckle unit and configured to rotate as the length of the rack rod is changed.
 제 7 항에 있어서,
상기 너클 유닛과 상기 조향 유닛의 사이를 연결하도록 한 쌍으로 구비되고, 상기 랙로드의 길이 가변에 대응하며 각각 회동하도록 형성되어, 상기 너클 유닛의 회전을 지지하는 로어링크 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 독립 코너모듈.
According to claim 7,
Further comprising a lower link unit provided as a pair to connect between the knuckle unit and the steering unit, corresponding to the variable length of the rack rod and formed to rotate, respectively, to support rotation of the knuckle unit Independent corner module to be.
 제 8 항에 있어서,
상기 스트럿의 상측 지지점과, 상기 로어링크 유닛의 연장부가 마주하는 가상의 중심점을 연결하여 형성되는 제1킹핀축; 및
상기 중심축이 고정된 차체와 상기 중심축의 교점과, 상기 조향 유닛이 회전 이동하기 위한 상기 가이드 레일의 회전중심을 연결하여 형성되는 제2킹핀축;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 독립 코너모듈.According to claim 8,
a first kingpin shaft formed by connecting an upper support point of the strut and an imaginary central point at which the extended portion of the lower link unit faces each other; and
The independent corner module further comprising a second kingpin axis formed by connecting an intersection of the vehicle body to which the central axis is fixed and the central axis and a rotation center of the guide rail for rotation of the steering unit.
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